Question

5．将一定量的NaHCO₃和Na₂CO₃的固体混合物充分加热后，收集到气体1.12L然后，向剩下的固体中逐滴滴入稀硫酸至没有气体放出为止，恰好用去硫酸50.0mL，并收集到CO₂2.24L（假设气体体积均在标准状况下测定）
（1）原固体混合物中NaHCO₃和Na₂CO₃的质量分别是多少克？
（2）如将原稀硫酸10mL稀释到400mL，稀释后的pH为？

Answer 1

分析 （1）加热发生反应：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，计算反应生成二氧化碳的物质的量，结合方程式计算混合物中碳酸氢钠的物质的量，加热后剩余的固体物质加入硫酸至没有气体放出为止，发生反应：Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，根据碳原子守恒计算混合物中碳酸钠的物质的量，再根据m=nM计算碳酸氢钠、碳酸钠的质量；
（2）根据Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，计算硫酸的物质的量，根据稀释定律计算稀释氢离子浓度，再根据pH=-lgc（H⁺）计算．

解答 解：（1）加热分解生成二氧化碳为$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，
由2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，可知原混合物中NaHCO₃的物质的量为0.05mol×2=0.1mol，则原固体混合物中NaHCO₃的质量为0.1mol×84g/mol=8.4g，
向剩下的固体中逐滴滴入稀硫酸至没有气体放出为止，并收集到CO₂2.24L，根据碳原子守恒可知：n（Na₂CO₃）=0.05mol+$\frac{2.24L}{22.4L/mol}$-0.1mol=0.05mol，故原混合物中Na₂CO₃的质量为0.05mol×106g/mol=5.3g，
答：原固体混合物中NaHCO₃的质量为8.4g，Na₂CO₃的质量为5.3g．
（2）根据Na₂CO₃+H₂SO₄═Na₂SO₄+H₂O+CO₂↑，可知硫酸的物质的量为0.1mol，则原硫酸溶液中氢离子浓度为$\frac{0.1mol×2}{0.05L}$=4mol/L，则稀释后溶液中氢离子浓度为$\frac{0.01L×4mol/L}{0.4L}$=0.1mol/L，故稀释后的pH=-lg0.1=1，
答：稀释后溶液pH为1．

点评 本题考查混合物有关计算、溶液pH计算，清楚发生的化学反应是解答本题的关键，注意利用守恒法计算碳酸钠的物质的量，难度不大．